如何在Python中创建具有高度约束实例的类

Question

在Python中，有一些具有高度约束实例的内置类的示例。例如，“None”是其类的唯一实例，而在bool类中只有两个对象，“True”和“False”（我希望到目前为止我是正确的）。在

另一个很好的例子是整数：如果a和b是int类型的实例，那么a==b意味着a是b

两个问题：

1. 如何创建具有类似约束实例的类？例如，我们可以要求一个只有5个实例的类。或者可以有无限多的实例，比如int类型，但这些不是任意的。

2. 如果整数构成一个类，为什么int（）给0实例？将其与用户定义的类Cl进行比较，其中Cl（）将给出该类的一个实例，而不是一个特定的惟一实例，如0。int（）是否应该返回一个未指定的整数对象，即没有指定值的整数？

Answer 1

你说的是赋予一个类值语义，这通常是通过以正常方式创建类实例来完成的，但是记住每个实例，如果要创建一个匹配的实例，那么就给出已经创建的实例。在python中，这可以通过重载类__new__method来实现。在

简单的例子，假设我们想使用整数对来表示坐标，并且有适当的值语义。在

class point(object):
    memo = {}
    def __new__(cls, x, y):
        if (x, y) in cls.memo:         # if it already exists, 
            return cls.memo[(x, y)]    # return the existing instance
        else:                          # otherwise, 
            newPoint = object.__new__(cls) # create it, 
            newPoint.x = x             # initialize it, as you would in __init__
            newPoint.y = y             
            cls.memo[(x, y)] = newPoint # memoize it, 
            return newPoint            # and return it!

---

Answer 2

对于第一个问题，您可以实现单例类设计模式http://en.wikipedia.org/wiki/Singleton_pattern，您应该从中限制实例的数量。在

对于第二个问题，我想这可以解释你的问题http://docs.python.org/library/stdtypes.html

因为整数是类型，所以它有局限性。在

这是另一个资源。。。 http://docs.python.org/library/functions.html#built-in-funcs

Answer 3

似乎#1已经得到了很好的回答，我只想解释一个与#2相关的原则，这似乎是所有受访者都忽略的：对于大多数内置类型，调用不带参数的类型（“默认构造函数”）将返回该类型的实例，其计算结果为false。这意味着容器类型的容器是空的，对于数字类型，这个数字等于零。在

>>> import decimal
>>> decimal.Decimal()
Decimal("0")
>>> set()
set([])
>>> float()
0.0
>>> tuple()
()
>>> dict()
{}
>>> list()
[]
>>> str()
''
>>> bool()
False

看到了吗？真的很正常！此外，对于可变类型（如大多数容器），调用该类型总是返回一个新实例；对于不可变类型（如数字和字符串），这并不重要（返回对现有不可变实例的新引用是可能的内部优化，但执行此类优化不需要实现，如果这样做的话因为将不可变类型实例与is或通过id()等价地进行比较永远是不正确的。在

如果您设计了一个类型，其中某些实例可以计算为false（通过在类中使用__len__或__nonzero__特殊方法），那么建议遵循相同的规则（对于不可变的，__init__[或{}），如果没有参数调用[[beyondselffor __init__，而'cls'代表__new__，当然]]，准备一个[[new，if mutable]]“empty”或“zero like”类实例）。在